平场数据采集间隔对莱曼阿尔法太阳望远镜平场精度的影响分析

莱曼阿尔法太阳望远镜(LST)是先进天基太阳天文台(ASO-S)卫星的载荷之一,它包括白光太阳望远镜(WST),全日面太阳成像仪(SDI)和日冕仪(SCI)等仪器. 1991年Kuhn, Lin和Loranz提出的方法(简称KLL方法)是WST和SDI在轨平场定标的方法之一.为了研究WST和SDI的平场定标精度对KLL方法的相邻位置时间间隔的敏感性,使用太阳动力学观测卫星(SDO)的日震和磁成像仪(HMI)及太阳大气成像仪(AIA)的全日面成像观测数据测试和分析在使用KLL方法时相邻位置时间间隔对所得平场精度的影响.结果显示在LST使用KLL方法进行平场定标时,相邻位置时间间隔越短越好.具体分析表明,WST平场精度对相邻位置采样时间间隔不敏感,而SDI时间间隔需要在240 s范围内.分析结果对卫星姿态调整到稳定所需的时间给出了一定限制.     

关于地平式反射望远镜的CCD平场(英文)

现有标准设计的反光望远镜在拍摄CCD平场时,绝大多数都受残留散射光的影响.但是赤道式与地平式反光镜所受影响是不同的.在赤道式上做时间序列较差测光时,只要待测星永远位于CCD的固定像元上,不太准确的CCD平场也能得到高精度的测光结果.当需要0.1%～0.3%精度的平场时,则可以采用夜天平场.地平式的特点是,它的CCD相机必须置于旋转器上,在跟踪天体时不停地旋转,以抵消地球自转的影响.上述用于赤道式的方法失效,因此,在CCD平场时,消除散射光的影响比赤道式更为重要.一个典型的地平式反光镜的例子是NAOC兴隆天文台的EOS 1米镜.虽然该台已附加了防散射光的装置,但是对所有B、V、R、I滤光片,在不同旋转器位置拍摄的CCD平场,仍然有2%～3%的差别(主要是梯度).该文给出了改进的建议,必须满足下面两个条件:Cij=C(r);旋转器的中心与反光镜的光学中心重合.此问题的解决对所有地平式反光望远镜都有普遍意义.     

1.56m望远镜CCD照相机平场检验初步结果

利用1.56m望远镜圆顶平场和天空平场和天空平场的资料，通过对各种滤光片得到的平场内各区域的统计，研究了圆顶平场之间、天空平场之间以及天空平和圆顶平场之间的差异。观测资料分析结果表明，圆顶平场之间相互一致，天空平场之间也相互一致。误差小于1％，除B渡光片之外，在一定范围内圆顶平场和天空平场之间最大差异均小于1％。还给出了一些做好圆顶平场和天空平场的建议。     

吉林天文观测基地光学观测环境及相关研究进展

地基光学天文望远镜是人类探索与研究宇宙的重要手段, 对已有地基光学台址的光学观测环境进行监测分析, 可以为后期设备针对性改造以及观测者调整观测策略提供参考依据, 对提升地基光学设备的观测效能具有重要的意义. 吉林天文观测基地(简称``基地'')隶属于中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站, 位于吉林省吉林市大绥河镇小绥河村南沟约5 km处(东经126.3^\circ, 北纬43.8^\circ, 海拔高度313m). 基地大气视宁度均值范围约为1.3$''$--1.4$''$、天顶附近V波段的天光背景亮度为20.64magcdotarcsec^-2、年晴夜数最高可达270余天, 具有良好的天文观测条件. 吉林天文观测基地于2016年投入运行, 现有1.2m光电望远镜、迷你光电阵列望远镜、大视场光电望远镜阵列、新型多功能阵列结构光电探测平台等多台(套)光电望远镜设备. 利用上述设备, 主要围绕空间目标探测与识别、精密轨道确定、光电探测新方法以及变源天体的多色测光等开展相关研究工作, 与多家国内高校及科研院所保持着良好的合作关系.     

关于云南天文台2.4米望远镜YFOSC的CCD的平场

与国家天文台兴隆站2.16m安装的北京天文台暗天体分光成像仪(BAO Faint Object Spectrograph and Camera,BFOSC)系统相似,云南天文台2.4m望远镜安装了云南暗弱天体光谱及成像仪(Yunnan Faint-Object Spectrograph and Camera,YFOSC),对它在直接照相时的CCD平场性能做了测定.使用不同旋转角度拍摄平均而得的平场,可以使不同位置拍摄的像场,所受最大误差≤0.015 mag.但与卡焦的VersArray CCD照相机不同,即使在视场中间直径6.′5的圆内,误差约在0.010～0.013 mag之间,达不到≤0.005 mag的精度.     

关于云南天文台2.4米望远镜YFOSC的CCD的平场

与国家天文台兴隆站2.16 m安装的北京天文台暗天体分光成像仪(BAO FaintObject Spectrograph and Camera,BFOSC)系统相似,云南天文台2.4 m望远镜安装了云南暗弱天体光谱及成像仪(Yunnan Faint-Object Spectrograph and Camera,YFOSC),对它在直接照相时的CCD平场性能做了测定。使用不同旋转角度拍摄平均而得的平场,可以使不同位置拍摄的像场,所受最大误差≤0.015 mag。但与卡焦的VersArray CCD照相机不同,即使在视场中间直径6.’5的圆内,误差约在0.010～0.013 mag之间,达不到≤0.005 mag的精度。     

兴隆80cm TNT望远镜测光性能的研究

对兴隆80cm TNT望远镜CCD系统进行了测试和研究.观测了大批Landolt标准星定出了UBVRI宽带滤光片的星等系统转换关系,重点讨论了白光与R滤光片之间的关系,结果表明该系统与标准Johnson系统很接近,白光与R滤光片之间也比较接近.同时测定了兴隆站的夜天光.     

猎户座分子云团中弥散电离介质的视向速度及线强度比分布

恒星形成区是研究恒星形成物理过程最重要的天体物理实验室. 猎户座分子云团是研究各种质量恒星形成和相关年轻恒星性质的一个著名天区. 通过对恒星形成区的光学光谱分析, 可以获取其内部热电离气体的运动学和化学性质. 基于国家大科学装置郭守敬望远镜(LAMOST)的光谱观测数据, 从LAMOST I期光谱巡天数据中筛选出8个指向猎户座分子云团的观测面板, 获取了1300多条针对猎户座分子云团内弥散电离介质的有效光谱. 选取不受星际介质污染的背景天光光谱构建超级天光, 对这些光谱数据做减天光处理, 并进一步测量其发射线性质，包括Ha、N Ⅱ] λ 6584、[S Ⅱ]λλ 6717和6731等发射线的中心波长和积分流量等.最后给出猎户座分子云团内弥散电离介质的视向速度和线强度比分布情况.     

射电望远镜多目标观测策略优化

望远镜调度是望远镜运行中的关键组成部分, 用于辅助科研人员进行合理的观测计划安排, 提高望远镜的运行效率, 获取高质量的观测数据. 然而, 由于不同观测项目的科学需求不同, 望远镜的调度过程十分复杂. 针对短周期多目标的观测项目, 考虑望远镜换源时转动时长、观测高度角等因素进行建模, 采用贪心算法对中国科学院新疆天文台南山26m望远镜脉冲星到达时间观测列表进行调度. 通过模拟表明, 使用算法完成的观测列表可以有效地减少观测过程中的平均转动时长, 提升观测数据的质量, 提高望远镜时间利用率, 减少科研人员对观测列表编排的负担.     

高美古观测站大气消光系数测定的初步结果

大气消光系数的测定是天文观测台站一项很重要和基础的工作.介绍了利用新建的2.4 m望远镜在高美古观测站开展的消光系数测定等定标工作的初步结果.利用2009年4～5月对Landolt标准星场的2次测光观测,分别给出了UBVRI 5个波段的消光系数.此外,对该站点大气消光的成分情况进行了探讨.给出的结果与数年前高美古观测站选址时得到的大气消光系数基本一致,并与其它一些知名天文观测台站的消光数据进行了比较.     

Far-infrared detection limits – I. Sky confusion due to Galactic cirrus

Fluctuations in the brightness of the background radiation can lead to confusion with real point sources. This type of confusion with background emission is relevant when making infrared (IR) observations with relatively large beam sizes, since the amount of fluctuation tends to increase with the angular scale. To quantitively assess the effect of the background emission on the detection of point sources for current and future far-IR observations by space-borne missions such as Spitzer , ASTRO-F , Herschel and Space Infrared Telescope for Cosmology and Astrophysics ( SPICA ), we have extended the Galactic emission map to a higher level of angular resolution than that of the currently available data. Using this high-resolution map, we estimate the sky confusion noise owing to the emission from interstellar dust clouds or cirrus, based on fluctuation analysis and detailed photometry over realistically simulated images. We find that the confusion noise derived by simple fluctuation analysis agrees well with the results from realistic simulations. Although sky confusion noise becomes dominant in long wavelength bands  (>100 μm)  with 60–90 cm aperture missions, it is expected to be two orders of magnitude lower for the next generation of space missions (with larger aperture sizes) such as Herschel and SPICA .     

Foreground removal from Planck Sky Model temperature maps using a MLP neural network

Unfortunately, the Cosmic Microwave Background (CMB) radiation is contaminated by emission originating in the Milky Way (synchrotron, free‐free and dust emission). Since the cosmological information is statistically in nature, it is essential to remove this foreground emission and leave the CMB with no systematic errors. To demonstrate the feasibility of a simple multilayer perceptron (MLP) neural network for extracting the CMB temperature signal, we have analyzed a specific data set, namely the Planck Sky Model maps, developed for evaluation of different component separation methods before including them in the Planck data analysis pipeline. It is found that a MLP neural network can provide a CMB map of about 80 % of the sky to a very high degree uncorrelated with the foreground components. Also the derived power spectrum shows little evidence for systematic errors (© 2009 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

全天相机在多设备巡天中的应用

天文观测站夜天空星像星等信息和天区分布信息可用于指导多设备巡天观测.建立全天相机监测系统(Monitoring all-sky system)对本地天区夜天空实时监测,获取的监测图像需要有效的方法进行处理以提取全天图像星像信息.由于全天图像视场大和高阶扭曲的影响,采用天顶等距投影与多项式函数组合的方法计算图像的底片常数.天文定位的均方根残差约为0.15个像素.通过对图像中亮星部分测光得到的星等差,改正大气消光误差.最后使用HEALPix (Hierarchical Equal Area isoLatitude Pixelation)方法实现天区划分和每个天区可观测极限星等值的存储.     

无缝光谱仪用紫外透射闪耀光栅的制作

无缝光谱巡天是如今国际天文学研究的重点方向, 相比较地基巡天任务, 空间巡天可获取更多紫外波段与红外波段的光谱信息, 其发展受到色散元件的制约, 针对紫外波段的核心色散元件---紫外透射闪耀光栅开展了一系列研究. 通过全息干涉光刻产生图形, 离子束垂直刻蚀将图形转移至基底形成光栅掩模, 利用光栅掩模对倾斜离子束的遮挡作用, 使得槽底不同部位受到离子束的轰击通量不同, 从而获得非对称的槽形结构. 实验分析了倾斜离子束刻蚀中沉积物的主要组成以及对槽形和闪耀角度的影响, 并在去除沉积物影响的情况下, 成功制作了线密度为333lines/mm, 闪耀角度分别为13.2°、10.5°的紫外透射闪耀光栅, 峰值衍射效率分别可达理论值的88%以及92%, 为制作高衍射效率紫外透射闪耀光栅奠定了基础.     

Automatic Identification and Extraction of Clouds from Astronomical Images Based on Support Vector Machinetwo

For the time-domain astronomical research, the optical telescopes with a small and medium aperture can get a huge amount of data through automatic sky surveying. A certain proportion of automatically acquired data are interfered by clouds, which makes it very difficult to automatically extract the dim objects and make photometry. Therefore, it is necessary to identify and extract clouds from these images as the index figures for a reference in the subsequent information extraction. In this paper, an astronomical image selection system based on the support vector machine is proposed, which sets the gray value inconsistency and texture difference as the reference to select the images interfered by clouds. Based on the classification results, by through the histogram transformation and feature selection, the index figures of clouds can be further extracted. The experimental results show that our method can achieve the real-time selection of astronomical images with a classification accuracy better than 98%. By the histogram transformation and feature selection the index figure of clouds can be preliminarily extracted as the references for the photometry and dim object extraction.     

基于图像的天体搜索研究与自动化集成软件开发

天体搜索是天文数据处理流程的一个重要环节,也是以平方公里阵列射电望远镜(Square Kilometre Array, SKA)为代表的下一代射电望远镜在面向海量数据处理中的挑战之一.现今天体自动搜索算法、软件已日趋成熟并投入应用,不过在自动化、兼容性等方面仍具有提升空间.以更自动化、更适应海量数据需求的天体搜索算法研究为宗旨,以现有算法为研究基础,天体自动搜索软件系统得到设计和开发.该系统包含友好的交互式用户操作界面,具备可视化输出数据显示、兼容不同数据输入和输出并包含为实际应用服务的文件管理功能.该系统对于大天区图以及图像集,均能够很好地进行自动化处理.测试结果显示,上述方法对于天体搜索的改进有一定成效.后续将在此基础上对该集成系统做进一步的改进开发,以适应更多的需求.     

Software design for panoramic astronomical pipeline processing

We describe the software requirement and design specifications for all-sky panoramic astronomical pipelines. The described software aims to meet the specific needs of superwide-angle optics, and includes cosmic-ray hit rejection, image compression, star recognition, sky opacity analysis, transient detection and a web server allowing access to real-time and archived data. The presented software is being regularly used for the pipeline processing of 11 all-sky cameras located in some of the world's premier observatories. We encourage all-sky camera operators to use our software and/or our hosting services and become part of the global Night Sky Live network.     

散射光对准确CCD平场的影响--修改某些反光镜挡光筒的必要性

继前文之后，进一步说明，晨昏蒙影平场与夜天露光的差别主要由于存在散射光．像Grundahl和Sorensen那样，上海天文台1．56米和南京大学63厘米反光镜的针孔像也已获得，直观地显示了散射光的存在，1．56米和63厘米反光镜都有标准设计的挡光筒，所有标准设计的反光镜都只有两个挡光筒，分别置于主镜和付镜前面．为了在得出准确平场时CCD不受散射光影响，这样的挡光筒是不够的．这是所有标准设计的档光筒共同的弱点．为了得到更准确的平场改正，修改所有类似的反光镜主镜挡光筒是极其重要的。     

Maximum likelihood algorithm for parametric component separation in cosmic microwave background experiments

We discuss an approach to the component separation of microwave, multifrequency sky maps as those typically produced from cosmic microwave background (CMB) anisotropy data sets. The algorithm is based on the two-step, parametric, likelihood-based technique recently elaborated on by Eriksen et al., where the foreground spectral parameters are estimated prior to the actual separation of the components. In contrast with the previous approaches, we accomplish the former task with help of an analytically derived likelihood function for the spectral parameters, which, we show, yields estimates equal to the maximum likelihood values of the full multidimensional data problem. We then use these estimates to perform the second step via the standard, generalized-least-squares-like procedure. We demonstrate that the proposed approach is equivalent to a direct maximization of the full data likelihood, which is recast in a computationally tractable form. We use the corresponding curvature matrices to characterize statistical properties of the recovered parameters. We incorporate in the formalism some of the essential features of the CMB data sets, such as inhomogeneous pixel domain noise, unknown map offsets as well as calibration errors and study their consequences for the separation. We find that the calibration is likely to have a dominant effect on the precision of the spectral parameter determination for a realistic CMB experiment. We apply the algorithm to simulated data and discuss the results. Our focus is on partial sky, total intensity and polarization, CMB experiments such as planned balloon-borne and ground-based efforts, however, the techniques presented here should be also applicable to the full-sky data as for instance, those produced by the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe ( WMAP ) satellite and anticipated from the Planck mission.     

基于SE-Inception-v3的星系形态分类模型

随着天文探测技术的快速发展, 海量的星系图像数据不断产生, 能够及时高效地对星系图像进行形态分类对研究星系的形成与演化至关重要. 针对传统的星系形态分类模型特征选择困难、分类速度慢、准确率受限等难题, 提出一种以Inception-v3神经网络为主干结构, 融合压缩激励(Squeeze and Excitation Network, SE)通道注意力机制的星系形态分类模型. 该模型在斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)样本的测试集准确率高达99.37%. 旋涡星系、圆形星系、中间星系、雪茄状星系与侧向星系的F1值分别为99.33%、99.58%、99.33%、99.41%与99.16%. 该模型与Inception-v3、MobileNet (Mobile Neural Network)和ResNet (Residual Neural Network)网络模型相比, SE-Inception-v3宽度和深度优势表现出更强的特征提取能力, 可以高效识别不同形态的星系, 为未来大型巡天计划的大规模星系形态分类问题提供了一种新方法.